Israelí crea plan de un cinturón de paneles solares en la luna para accionar la producción de oxígeno

Con la NASA considerando un reactor nuclear para generar energía, el experto de la Universidad Ben Gurion dice que su idea produciría la misma cantidad de energía con seis veces menos masa.

Por Sue Surkes


Una ilustración de humanos trabajando en la luna (captura de pantalla de un video de la NASA en YouTube)

La misión Artemis no tripulada de la NASA a la Luna el mes pasado representó un pequeño paso hacia el sueño final de llevar gente a Marte y más allá, un objetivo que requerirá un gran paso para encontrar formas de asentarse y explotar los recursos del único satélite de la Tierra.

En dos años, el proyecto Artemis – al que se unirán más de una docena de países, incluido Israel – llevará astronautas alrededor de la luna y, si todo sale según lo planeado, en 2025 se verá el primer alunizaje tripulado desde el Apolo 17 en 1972.

A mediados de la próxima década, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio de EE. UU. planea poblar su primer campamento base permanente para equipos de investigación rotativos.

Para que esto sea posible, un desafío clave será extraer y separar los metales y el oxígeno unidos en los depósitos rocosos llamados regolito que cubren la superficie lunar, y generar la energía para accionar ese proceso.

La NASA y el Departamento de Energía de EE. UU. están trabajando para hacer avanzar las tecnologías nucleares espaciales, según el sitio web de la administración. Señala que “los sistemas de fisión son confiables y podrían permitir una energía continua independientemente de la ubicación, la luz solar disponible y otras condiciones ambientales naturales. Una demostración de tales sistemas en la Luna allanaría el camino para misiones de larga duración en la Luna y Marte”.

Como alternativa, un académico israelí nacido en Estados Unidos ha diseñado un plan conceptual para equipar la luna con paneles solares.

El profesor emérito Jeffrey Gordon del Departamento de Energía Solar y Física Ambiental de la Universidad Ben-Gurion ha calculado que esto requeriría seis veces menos masa que la mejor opción nuclear para proporcionar la misma cantidad de electricidad.

Afirma que su propuesta daría suministro eléctrico ininterrumpido a las instalaciones productoras de oxígeno el 100% del tiempo, con un número suficiente de paneles siempre expuestos al sol.

Gordon publicó su visión en la revista académica Renewable Energy a principios de este año y posteriormente fue invitado a dar una conferencia en el Centro de Investigación John H. Glenn de la NASA en Cleveland, Ohio.

“Lo discutimos y fue estimulante”, dijo Gordon, explicando que los investigadores solares en el campus Glenn competían con otros científicos que buscaban una solución nuclear.

“La NASA quiere un sistema de masa mínima, confiable, de larga duración”, dijo. “La confiabilidad viene incluso antes que el costo”.

En la etapa inicial de la colonización humana, solo se necesitarán pequeñas cantidades de energía, y la NASA ya ha seleccionado seis empresas para presentar propuestas, tres basadas en energía solar y tres empleando fisión nuclear.

Sin embargo, teniendo en cuenta el largo plazo, la NASA necesitará mayores cantidades de energía para extraer agua – que existe en la luna en varios estados – y extraer metales de la superficie lunar para usarlos en la construcción lunar, y separar esos metales del oxígeno que constituye alrededor del 45% de los depósitos pétreos.

La investigación de Gordon comenzó cuando se le acercó hace un par de años una startup israelí, The Helios Project, que está diseñando un reactor lunar productor de oxígeno con una tecnología que requiere temperaturas muy altas.

Un enfoque conjunto para la financiación de la Autoridad de Innovación de Israel no dio frutos y la asociación se detuvo – pero no antes de que Gordon escribiera su plan conceptual para un cinturón de paneles solares en la luna.


El profesor emérito Jeffrey Gordon en su laboratorio del Departamento de Energía Solar y Física Ambiental de la Universidad Ben Gurion.
(Cortesía)

El oxígeno extraído del regolito lunar servirá para las necesidades humanas, pero se utilizará principalmente para alimentar y recargar cohetes y satélites en órbita.

Hoy en día, los cohetes deben cargarse con suficiente oxígeno líquido e hidrógeno para proporcionarles la propulsión necesaria para llegar al espacio y regresar a la Tierra.

Con alrededor de $ 1 millón que actualmente se necesita por cada kilogramo de carga útil, los costos podrían reducirse si fuera posible proporcionar oxígeno en estaciones de servicio lunares.


El cohete de luna nueva de la NASA despegando de la plataforma de lanzamiento 39B en el Centro Espacial Kennedy en Cabo Cañaveral, Florida, el 16 de noviembre de 2022. Este lanzamiento fue la primera prueba de vuelo del programa Artemis.
(Foto AP/Terry Renna)

Antes de comenzar, Gordon revisó tres opciones, una de las cuales era nuclear, aunque como experto en energía solar buscaba desarrollar una alternativa solar. El parámetro era producir energía durante todo el día.

Las dos opciones solares —generar energía solar mientras el sol brillaba y almacenarla en baterías durante los períodos de oscuridad, o construir el doble de plantas solares necesarias y operar cada una solo la mitad del tiempo— resultaron ser prohibitivamente caras.

“Desarrollé un concepto y realicé todas las estimaciones cuantitativas que el personal de ingeniería de una agencia espacial querría revisar”, explicó Gordon.

Su plan sería instalar un anillo de paneles solares cerca de uno de los polos lunares; usó el polo norte para la ilustración. No estarían ubicados más arriba (o más abajo, en el caso del polo sur) que la latitud 88, para equilibrar la ventaja de una circunferencia lunar relativamente corta en estas regiones con la necesidad de asegurarse de que los períodos de luz diurna más cortos aún satisfagan las necesidades de energía.

Las fábricas de producción de oxígeno estarían ubicadas a unos 10 kilómetros (seis millas) más cerca del polo. Esto mantendría una distancia suficiente para evitar que el polvo lunar generado durante la minería cubra los paneles fotovoltaicos, pero mantendría las líneas de transmisión relativamente cortas.

Las líneas de transmisión en sí mismas no requerirían ningún aislamiento, señaló Gordon, porque el suelo lunar proporciona aislamiento eléctrico natural.

Los experimentos que prueban la fuerza de los paneles fotovoltaicos frente a la radiación cósmica parecían prometedores, agregó Gordon. “La fotovoltaica debería poder sobrevivir a la radiación cósmica el tiempo suficiente para satisfacer lo que se necesita”, dijo.

Pero la mayor preocupación – y la que preocupaba a la NASA – era cómo proteger suficientemente a los humanos que operan las fábricas de oxígeno y realizan otras tareas. “Todavía no hay respuesta a eso”, dijo.

Gordon dijo que «no tenía opinión» sobre los riesgos potenciales de construir reactores nucleares en la luna y señaló que el combustible nuclear podría durar fácilmente 100.000 años, aunque las turbinas y los generadores se degradarían en décadas.

Lidiar con los desechos nucleares era una “buena pregunta”, admitió, y agregó: “Habría contaminación nuclear”.

Continuó: “En este momento, mi impresión es que la NASA está planeando reactores nucleares en la luna a largo plazo y que la gente solar está tratando de persuadirlos de lo contrario o al menos de tener las dos tecnologías”, dijo.

Su propio plan todavía estaba «en el horizonte lejano».

La NASA no proporcionó ninguna respuesta hasta el cierre de esta edición.


Un prototipo de unidad lunar de producción de oxígeno que funciona en condiciones de vacío en el laboratorio del Proyecto Helios.
(Cortesía, El Proyecto Helios)

El Proyecto Helios, que el año pasado firmó un memorando de entendimiento para cooperar con Ispace Inc de Japón, espera llevar un pequeño prototipo de su fábrica de oxígeno a la Luna en 2025.

El plan es producir unas pocas docenas de gramos de oxígeno para mostrar una prueba de concepto, según Jonathan Geifman, cofundador y director ejecutivo de Helios. Para hacer esto, probablemente se utilizará una batería.


Jonathan Geifman, cofundador y director ejecutivo de Helios (Cortesía)

Geifman dijo que el objetivo final era producir 1.000 toneladas de oxígeno por mes – suficiente para recargar la nave espacial SpaceX. Alimentado por oxígeno líquido y metano líquido, el Starship sería «el principal caballo de batalla para todas las actividades en el futuro cercano».

Israel lanzó su propia cápsula de aterrizaje lunar, Beresheet, en 2019. Debido a una falla técnica, la nave se estrelló al aterrizar.

A principios de este año, el ex piloto de combate israelí Eytan Stibbe se convirtió en el segundo israelí en el espacio, pagando a Axiom Space, de propiedad privada, para que se uniera a otros tres para volar a la Estación Espacial Internacional.

El primer astronauta de Israel, Ilan Ramon, murió en 2003 cuando el transbordador espacial Columbia se desintegró mientras volvía a entrar en la atmósfera, matando a los siete miembros de la tripulación a bordo.

 

Traducción: Consulado General H. de Israel en Guayaquil
Fuente: The Times of Israel
https://www.timesofisrael.com/israeli-pens-plan-for-belt-of-solar-panels-on-moon-to-power-oxygen-production/?utm_source=The+Daily+Edition&utm_campaign=daily-edition-2022-12-31&utm_medium=email